NO830809L

NO830809L - FIBER-OPTICAL CONNECTOR

Info

Publication number: NO830809L
Application number: NO830809A
Authority: NO
Inventors: Frederick Thomas Mcduffee; Kent Austin Murphy
Original assignee: Int Standard Electric Corp
Priority date: 1982-03-11
Filing date: 1983-03-09
Publication date: 1983-09-12
Also published as: ES8402948A1; IT1161113B; FR2524154A1; ES520453A0; IT8320040A0; GB8306075D0; GB2136592A; FR2524154B1; AU1212083A; ZA831705B; AU556503B2; GB2136592B

Description

Foreliggende oppfinnelse angår fiberoptiske koblere og særlig eri fremgangsmåte for å fremstille bikonisk avsmalnende fiberoptiske koblere med lave tap. The present invention relates to fiber optic couplers and in particular to a method for producing biconically tapered fiber optic couplers with low losses.

Det er tidligere kjent optiske koblere som er fremstilt ved sammensmelting av flere optiske fibre. Noen av problemene med disse koblere har vært å få kontroll med tapene og få reproduserbar og jevn kvalitet på produktet. There are previously known optical couplers which have been produced by fusing several optical fibers. Some of the problems with these couplers have been controlling the losses and getting reproducible and consistent product quality.

Hovedformålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en ny metode for fremstilling av smeltede og bikonisk avsmalnende fiberoptiske koblere som er mer ensartede enn koblere fremstilt ved andre fabrikasjonsmetoder. The main purpose of the present invention is to provide a new method for the production of fused and biconically tapered fiber optic couplers which are more uniform than couplers produced by other fabrication methods.

Et ytterligere formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte for å fremstille en bikonisk avsmalnende fiberoptisk kobler med lave tap og av en vilkårlig type, men slik at den omfatter to eller flere fibre i det smeltede, bikonisk avsmalnende området. A further object of the present invention is to provide a method for producing a biconically tapered fiber optic coupler with low losses and of any type, but such that it comprises two or more fibers in the fused, biconically tapered region.

Dette oppnås ved å fremstille kobleren i overensstemmelse med de nedenfor fremsatte patentkrav. This is achieved by producing the coupler in accordance with the patent claims set out below.

For å gi en klarere forståelse av foreliggende oppfinnelse, vises til nedenstående detaljerte beskrivelse av utførelses-eksempler, samt til de ledsagende tegninger, hvor: - figurene 1 A-D viser ulike trinn i fremgangsmåten for fremstilling av en smeltet, bikonisk avsmalnende fiberoptisk kobler med lave tap i overensstemmelse med prinsippene i foreliggende oppfinnelse. - figurene 2 A-B viser en annen fremgangsmåte for fremstilling av en smeltet, bikonisk kobler, og - figurene 3-6 viser en ytterligere fremgangsmåte for fremstilling av en smeltet, bikonisk kobler. To provide a clearer understanding of the present invention, reference is made to the detailed description of embodiment examples below, as well as to the accompanying drawings, where: - figures 1 A-D show various steps in the method for manufacturing a fused, biconically tapered fiber optic coupler with low losses in accordance with the principles of the present invention. - figures 2 A-B show another method for producing a fused, biconical connector, and - figures 3-6 show a further method for producing a fused, biconical connector.

Fremgangsmåten som er vist i figurene 1 A-D starter med at flere (N) optiske fibre 1 snos sammen, og at det sammensnodde partiet varmes opp, fortrinnsvis ved hjelp av en liten oxypropan flamme 2 (fig. IA)... Når det sammensnodde partiet begynner å mykne på grunn av temperaturen, og de enkelte optiske fibre smelter sammen, strekkes fibrene aksielt slik at det oppstår et bikonisk, sammensmeltet, praktisk talt symmetrisk, sentralt parti 3 over flammen 2 (fig. 2B).. Deretter skyves fibrene aksielt sammen mens oppvarmingen fortsetter. Det smeltede glasset i det sentrale partiet stukes herunder sammen til en kuleformet sone 4 med smeltet glass. Den symmetriske formen opprettholdes. Graden av oppvarming kontrolleres, f.eks. ved å styre avstanden til eller intensiteten på flammen 2. The method shown in Figures 1 A-D starts with several (N) optical fibers 1 being twisted together, and the twisted part being heated, preferably by means of a small oxypropane flame 2 (Fig. IA)... When the twisted part begins to soften due to the temperature, and the individual optical fibers fuse together, the fibers are axially stretched so that a biconical, fused, practically symmetrical, central part 3 above the flame 2 (Fig. 2B) is formed. Then the fibers are axially pushed together while heating continues. The molten glass in the central part is then twisted together into a spherical zone 4 with molten glass. The symmetrical shape is maintained. The degree of heating is controlled, e.g. by controlling the distance to or the intensity of the flame 2.

Endelig strekkes de optiske fibre atter slik at kulen trekkes ut til en relativt jevntykk eller noe bikonisk formet smeltesone, søm vist ved 3 i fig. 1 D. Dermed fjernes også varmekilden, og koblingen avkjøles. Strekking og stuking kan eventuelt gjentas flere ganger før kobleren er ferdig fremstilt. Finally, the optical fibers are stretched again so that the ball is drawn out to a relatively uniform thickness or somewhat biconically shaped melting zone, seam shown at 3 in fig. 1 D. This also removes the heat source and cools the coupling. Stretching and twisting can possibly be repeated several times before the coupler is finished.

På grunn av den gjentatte strekking og stuking (push/pull) av det sammensmeltede området 3 fås en grundig mekanisk bear-beidelse av smeltesonen i flytende eller mykgjort tilstand. Dette sikrer en homogen og jevn sammenblanding av alle fiber-elementene N slik at det fås likeverdige optiske overførings-betingelser innbyrdes mellom alle de foreliggende fibre. Due to the repeated stretching and twisting (push/pull) of the fused area 3, a thorough mechanical processing of the melting zone in a liquid or softened state is obtained. This ensures a homogenous and uniform mixing of all the fiber elements N so that equivalent optical transmission conditions are obtained mutually between all the fibers present.

I fig. 2 er en noe annerledes fremgangsmåte antydet. Her snos også flere (N). fibre 1 sammen, og det sammensnodde området varmes opp og trekkes ut til bikonisk form 3 (fig. 2A). Men i dette tilfellet fortsetter strekket helt til smeltesonen brister, og koblingen adskilles i to deler. Men under fortsatt oppvarming føres de to adskilte deler sammen og forenes på ny til én felles sammensveiset kobler. At en mekanisk adskillelse har vært gjen-nomført, gjør at smeltesonen også i dette tilfellet blir svært homogen, og at koblere fremstilt etter denne fremgangsmåten blir av svært jevn kvalitet. In fig. 2 a somewhat different method is suggested. Several (N) were also twisted here. fibers 1 together, and the tangled area is heated and drawn out into biconical shape 3 (Fig. 2A). But in this case, the stretch continues until the fusion zone breaks, and the link separates into two parts. But during continued heating, the two separate parts are brought together and reunited into one joint welded connector. The fact that a mechanical separation has been carried out means that the melting zone is also very homogeneous in this case, and that the couplers manufactured according to this method are of very uniform quality.

Den grunnleggende fremgangsmåte for fremstilling av en smeltet, bikonisk avsmalnende fiberoptisk kobler med lave tap i henhold til figurene 3-6 omfatter sammensnoing av flere (N) optiske fibre (10, 11) som vist i fig. 3, hvor adskillelsen av fibrene er overdrevet, slik at det dannes et bikonisk avsmalnende område 12 i den snodde fibermengden, ved deretter å varme opp og trekke ut dette sammensnodde området som antydet i fig. 4, hvor-etter det neste trinnet er å fjerne en sentral seksjon 13 med lengde L av det avsmalnende området 12, som vist i fig. 5, og deretter skjøte sammen de tilstøtende ender 14, 15 av de gjenværende deler av fiberbuntene 10 og 11 minus den sentrale seksjonen 13, som antydet i fig. 6. Deretter varmes og trekkes den avsmalnende delen av skjøtestedet 16 for å gi den ønskede lengde og diameter i den nydannede, bikoniske delen_ for derved å gi optimale koblingsparametre. The basic method for manufacturing a fused, biconically tapered low-loss fiber optic coupler according to Figures 3-6 comprises twisting several (N) optical fibers (10, 11) as shown in Figs. 3, where the separation of the fibers is exaggerated, so that a biconically tapering region 12 is formed in the twisted mass of fibers, by then heating and extracting this twisted region as indicated in fig. 4, after which the next step is to remove a central section 13 of length L of the tapered area 12, as shown in fig. 5, and then spliced together the adjacent ends 14, 15 of the remaining portions of the fiber bundles 10 and 11 minus the central section 13, as indicated in FIG. 6. Next, the tapered part of the joint 16 is heated and drawn to give the desired length and diameter in the newly formed, biconical part_ to thereby give optimal coupling parameters.

Den resulterende kobleren vil også her gi en god ensartethet hva optisk kobling i det rette, sammensmeltede og bikonisk avsmalnende området angår, fordi en diskontinuitet ved skjøten mellom de ulike optiske fiberkjerner 10, 11 ved skjøtestedet 16, som er vist i fig. 6, sikrer en utmerket blanding av lyset i det sammensmeltede, bikonisk avsmalnende området til kobleren. Den fjernede seksjonen L bør fortrinnsvis ha en lengde som avviker fra slaglengden i det sammensnodde parti. The resulting coupler will here also provide a good uniformity as far as optical coupling in the straight, fused and biconically tapered area is concerned, because a discontinuity at the joint between the various optical fiber cores 10, 11 at the joint 16, which is shown in fig. 6, ensures excellent mixing of the light in the fused, biconically tapered region of the coupler. The removed section L should preferably have a length that deviates from the stroke length in the twisted part.

Fordelen med teknikken i henhold til foreliggende oppfinnelse sett i forhold til teknikker som omfatter et riss i fiberen, et brudd av fiberen og sammenskjøting av det smeltede bikonisk avsmalnende området/er at den foreliggende snoing av fiberkjernene fører til fordeler når man fjerner en seksjon med lengde L fra det sammensmeltede, bikonisk avsmalnende området og deretter tilpasser de gjenværende ender av området for å gi den sammensmeltede skjøten vist i fig. 6. På grunn av snoingen og fjerning av en viss lengde av det snodde partiet fås også her en svært god og reproduserbar koblerfunksjon med jevn spredning. The advantage of the technique according to the present invention compared to techniques which include a crack in the fiber, a break of the fiber and joining of the melted biconically tapered area/s is that the present twisting of the fiber cores leads to advantages when removing a section of length L from the fused biconically tapered region and then fitting the remaining ends of the region to provide the fused joint shown in Fig. 6. Due to the twisting and removal of a certain length of the twisted part, a very good and reproducible coupler function with uniform dispersion is also obtained here.

Claims

1. Method for manufacturing a fixed fiber optic coupler with low losses and good reproducibility, characterized in that - several (N) optical fibers (1, 10, 11) are twisted together, - that the entwined area is heated until it softens and processed mechanically so that the most homogeneous, biconically fused connection area is obtained/3.12.), - that the connection area cools.

2. Method according to claim 1, characterized in that the mechanical processing is carried out by the entwined fibers going through at least one cycle of stretching/twisting.

3. Method according to claim 2, characterized in that the entangled fibers are stretched so strongly that they burst (Fig. 2B), after which the resulting fiber ends are welded together again under continued heat supply.

4. Method according to claim 2 or 3, characterized in that a piece of length L of the entangled fibers is removed, after which the resulting fiber ends are welded together under continued heat supply.

5. Method according to one of the above claims, characterized in that the tangled and softened (melted) and possibly welded area (3, 12) is processed by stretching and/or bending so that it has a tapered, biconical shape with optimal connection parameters.

6. Method according to one of the above claims, characterized in that the heating takes place by means of a small oxypropane flame (2).